Köszi, tehát az einsteini ekvivalencia formula nem alkalmazható a fotonra?

Mond ezt a zöldséget annak a mérnöknek, aki kénytelen "elállított" pontosságú atomórákat szerelni a GPS műholdakba, mivel odafent a Föld gravitációs kútjából kiemelkedve másként telik az idő. Egy megfelelően pontatlan atomóra viszont pályára állítva pontossá válik és ritkábban kell korrigálni.
A fénysebesség változására pedig semmi (ismétlem SEMMI!) mérési tapasztalatunk nincs. Viszont van egy halom nulla eredménnyel végződő vizsgálat, ami tíz-a-minusz-valahányadikon pontosságig csak azt tudta megadni, hogyha változna is valami miatt a fénysebesség, akkor annak aránya nem több ennél a tíz-a-mínusz-valahányadikon mértéknél. Ez meg ugye gyakorlatilag nulla változás?
Egyébként nem véletlen, hogy a fénysebesség a mértékegység definíciókba is belekerült. Annyira állandó, hogy lehet rá ilyen fontos dolgokat is alapozni.

Kösz, hogy megadtad a pontos és részletes választ.
Gondolkodtam rajta, hogy ugyanezt beírom magam, de aztán hagytam a fenébe, késő volt, a wikin úgyis megvan magyarul, ha valaki csak kötözködik és nem hajlandó önállóan utánanézni a dolgoknak, akkor miért törjem magam a kedvükért?

Természetesen a fotonnak is van impulzusa, ezért tarthatjuk részecskének (kezelhetjük apró golyócskaként is). Tömege viszont nincs, így az impulzusa a hullámhosszától függ csak. Ehhez csak annyit szeretnék hozzátenni, hogy a relativitáselméletek és a kvantumfizika világában ideje lenne végre túllépni a korlátozott érvényességi tartományú Newtoni fizikán. Az impulzus nem csak és kizárólag a p=m*v képlet alapján lép fel, hanem a specrel szerint a négyesimpulzus vektor szerint, és a kvantumfizikában a De Broglie-hullámhosszal fordított arányosságban a p=h/λ képlet alapján. (Gyanítom, hogy e két utóbbit megfelelő matematikai ügyeskedéssel pikk-pakk egymásba lehet alakítani.)

Ez utóbbi p=h/λ a fontos egyébként. Mutatja, hogy a kvantumok impulzusához nem tömeg kell, hanem hullámhossz. (Az meg van dögivel a fénynek) Sőt mutatja azt is, hogy minden kvantum egyben hullám is, hiába vizualizálja a naív lélek anyagi golyócskaként.

Még további érdekesség, hogy ha a neutroncsillag sűrűsége még tovább növekszik, így a neutronok Fermi-energiája még tovább nő, a neutronok is instabillá válnak, és pozitron és elektronneutrínó kibocsátása közepette Szigma-mínusz hiperonokká alakulnak, amelyek ilyen körülmények között nem képesek protonokká és neutronokká bomlani, mert a proton- illetve neutronállapotok mind be vannak töltve. Végezetül ha a Fermi-energia több száz GeV-ra nő, elfajult kvarkgáz alakulhat ki, ez a kvarkcsillag.....

Ja, és a bozonokra pedig a Bose-Einstein statisztika érvényes, amely egyébként csak a nevezőben egy előjelben különbözik a Fermi-Dirac statisztikától, de nagyon jól szemlélteti, hogy a fermionok építőkövek, ezért érvényes rájuk a Pauli-elv, míg a bozonok ragasztóanyagok, amelyekre nem érvényes a Pauli-elv.
Az izotópoknak is van egyébként fermion-bozon jellegük, amely tulajdonságukat felhasználhatjuk izotópok szétválasztására is: pl. a He-3 fermion, a He-4 pedig bozon, folyékony állapotban nem elegyednek egymással.....
És az anyag "elfajult" állapotában, pl. a neutroncsillagokban a neutronok is "bozonokká" vbálnak úgy, hogy az ellentett spinű neutronok Cooper-párokat, Bose-kondenzátumot képeznek. Ennek következtében a neutroncsillagok neutronanyaga szuperfolyékony és szupravezető.

Az elektron lepton, de nem azért nem bozon, hanem azért, mert nem fermion. A feles spinű részecskék egyébként a fermionok, amelyekre a Fermi-Dirac statisztika érvényes, a nulla és egész spinűek pedig a bozonok.
A részecskéket sokféleképpen osztályozzuk egyébként:
pl. fermionok-bozonok, spinjük szerint,
leptonok-hadronok, aszerint, hogy erős, vagy gyenge és elektromágneses kölcsönhatásokban vesznek-e részt, illetve hogy kvarkokból állnak-e vagy nem: a hadronok mind kvarkokból állnak: a barionok 3 kvarkból, a mezonok pedig 1 kvarkból és 1 antikvarkból. A mezonok mind bozonok is, mert spinjük egész, pl. pionok. A müonok, amelyeket (tudománytörténeti okból, de helytelenül) "mű-mezonoknak" is szoktak nevezni azonban NEM hadronok, hanem leptonok! A barionok közé tartoznak a nukleonok (protonok és neutronok, amelyek egyébként erős kölcsönhatás szempontjából ekvivalensek) és a hiperonok, illetve ritka részecskék és rezonanciáik. (A rezonanciák élettartama 10^-24 másodperc körül van.)

Lévén, hogy a foton nyugalmi tömege nulla, így c sebességgel halad, energiája és impulzusa között a következő összefüggés áll fenn:

E=c*p, míg a nullánál nagyobb nyugalmi tömeggel rendelkező részecskék esetén az összefüggés a következő:

E^2=c^2*p^2+m^2*c^4 a specrel alapján.

A foton energiája és impulzusa csak a ferekvenciától függ, illetve a hullámhosszától:

E=h-vonás*omega=h*nű,

p=h-vonás*k=h/lambda=h*nű/c, ahol

h-vonás=h/2pí, ez a Dirac-állandó, illetve redukált Planck-állandó,
k=hullámvektor, k=2pí/lambda hullámszám,
omega=2pí*nű, a körfrekvencia.

k a foton haladási irányába mutató vektor.

A foton spinje független a frekvenciától: négyzetgyök(2h-vonás), helicitása: +/-h-vonás......

És mi jött be rajta? Legfeljebb a Kossuth rádió..

Az idő nem nyúlik meg hanem egy nagyobb tömeg gravitációs hatása alól a fény lassabban tud kimászni, az eseményhorizonton kifelé tartó fénysugár sebessége =0, nulla, mert szembeszél fúj ( = sokkal több graviton áramlik befelé mint kifelé)

Az órák nem járnak másképpen gravitációs különbségek hatására (legfeljebb az ingaórák). A különbség csak látszólagos, gravitációs idődilatáció a változó fénysebességből ered.

Nagy hiba lenne. A térgörbítés baromságról kellene leszokni. Ugyanis anyag van, tér nincs ...

"... Egyébként az is hülye, aki a fotonra az E=m*c^2 alapján tömeget akar kiszámolni. ..."
- Van-e a fotonnak impulzusa, és ha van, az mekkora?

"... csak egy-egy tulajdonságát kiemelve tudunk időlegesen ráhúzni valami makroszkópikus analógiát, mint a hullám-analógia vagy a részecske-analógia. ..."
- Azok a tulajdonságok fizikai, kémiai, vagy biológiai jelenségekben mutatkoznak meg, nem kell kiemelni, a jelenség kiválasztja azt.

"... Hasonló a helyzet egyébként az elefántot tapogató hangyákkal. ..."
- Vak emberekkel.

Az adott képlet az anyag-energia ekvivalencia alapképlete. Nem a foton-tömeg kapcsán említettem, csak azt mutatja, hogy fölösleges anyagot megkülönböztetni, mintha az valami varázslatos dolog lenne.

Egyébként az is hülye, aki a fotonra az E=m*c^2 alapján tömeget akar kiszámolni. Egy fizikavizsgáról úgy kirúgnák, hogy a lába se éri a földet.

Baromság.
Elég higgadt volt?


Nem kell fotontömeg hozzá. A magyarázat Einsteinnek elég jól sikerült, és a modellje még adott pár plusz előrejelzést is, ami szintén bejött. (Lásd pl. gravitációs idődilatáció)

Ahhoz se kell tömeg. Egyszerűen fel kell fogni végre: a kvantumvilágban nem érvényesek a józan paraszti ész emberi léptékű fogalmai, úgymint "anyag", "energia", "hullám", "részecske", "szilárdság", "űr" stb. A kvantumok olyan entitások, amelyek pontos vizualizálására képtelen az emberi agy, csak egy-egy tulajdonságát kiemelve tudunk időlegesen ráhúzni valami makroszkópikus analógiát, mint a hullám-analógia vagy a részecske-analógia. Viszont egyszerre a kettőt nem tudjuk elképzelni, pedig a kvantumok mindig egyszerre hullámok és részecskék. (Hasonló a helyzet egyébként az elefántot tapogató hangyákkal. Azoknak se áll össze a teljes kép, mindegyik mást és mást állít a tapasztalatai alapján.)

"... E=m*c^2 ..."
- Hát mégse tömeg nélkül?

"... az elektromágneses sugárzás kvantuma ugyanaz a foton, tömeg nélkül ..."
- Mondd, milyen folyamatban viselkedik fotonként a solti nagyadó 540 kHz-es frekvenciájú sugárzása?
(Még a mikrohullámú sütőkben is a térerősség változása okozza a dipólusmolekulák forgását.)

Hoppá, ez el lett írva!
Helyesen persze E=m*c^2

Pedig azok röpködnek világgá.
El kell fogadni: az elektromágneses sugárzás kvantuma ugyanaz a foton, tömeg nélkül, töltés nélkül, egyes spinnel, a leghosszabb kilométeres rádióhullámtól a legkeményebb gammasugárzásig.

Hülyegyerek!

Soha nem vitattam a fény "anyagi természetét", sőt ha visszaolvasod a ma esti termést, akkor láthatod, hogy én védem azt az álláspontot, hogy a fénykvantum (foton) ugyanúgy részecske, mint az anyagnak tekintett elektron. (Csak éppen nincs tömege, szemben az elektronnal.)

A probléma ott van, hogy a részecske-hullám kettősség valamint az E=m-c^2 tükrében lóf...t sem számít már az "anyagi" megkülönböztető jelző. Ez csak egy üres lufi. Semmi tartalma nincs, csak jól hangzik ha ráhúzzuk minden szembejövő dologra, hogy ez is anyagi természetű, meg az is.

Le kéne erről az "anyagozás"-baromságról szokni!

Különös fogalmad van az "ugyanolyan" jelentéséről - meglehetősen pongyolán fogalmaztál.
(Egyszer a börtönőr kérdezte az új raboktól:
- Voltak katonák, tudják mi a fegyelem?
- Voltunk, tudjuk.
- Hát itt is ugyanolyan a fegyelem, csak egészen más.)

"... Az, hogy az elektront a naiv jónép kis golyócskának képzeli, a fényt pedig hullámnak, semmit nem befolyásol ..."
- Semmiféle golyócskát nem említettem.

"... A rádiófrekvencián annyira elmosódott a foton ..."
- Bizarr is lenne, ha a solti nagyadó tornyából amplitúdó modulált fotonok röpködnének világgá.
(Hozzáértől szerint az 1 mm-es mikrohullámok már fotonként is viselkednek.)

Kedves Elminster!

Csak felvetem: nem lehet, hogy a fotonnak mégiscsak van valamennyi tömege, csak még egyelőre nem tudtuk kimérni?

Ez - bár felvetne problémákat is - de magyarázhatná a nagy tömegek hatására való fényelhajlás jelenségét, valamint a foton részecske természetét.

(Ha nem esik nehezedre, higgadt választ kérek…)

Meg van neki negatív töltése. Meg feles a spinje és nem egyes. Meg a leptonok közé tartozik, nem a bozonok közé. Meg...

Persze, hogy van különbség az elektron meg a foton között! Ha nem lenne, akkor nem lenne külön nevük.
Amire azt írtam, hogy "...pont ugyanolyan részecske, mint..." abból a részecskén van a hangsúly és nem az ugyanolyanon.

Minden kvantum hullám-részecske kettős természettel rendelkezik.
Az elektron is és a foton is.

Az, hogy az elektront a naiv jónép kis golyócskának képzeli, a fényt pedig hullámnak, semmit nem befolyásol: az elektron is hullám és a foton is részecske ha az adott kvantumot a "megfelelő oldaláról" nézzük.

Megjegyzem, a foton esetében ahogy növekszik az energiája úgy viselkedik egyre inkább részecskeként. A rádiófrekvencián annyira elmosódott a foton, hogy tényleg jobb hullámként kezelni, a röntgen és gammasugárzásban viszont már annyira pontszerű, hogy kristályrácsok szerkezetének vizsgálatára használhatók az ide-oda pattogó foton-golyócskák.